[发明专利]一种TDD系统宽带发射器正交误差校正系统及方法

说明书

本发明公开了一种TDD系统宽带发射器正交误差校正系统及方法。该方法包括发射器IQ不平衡初始化校正和发射器IQ不平衡跟踪校正。本发明解决TDD系统中，发射器引入的与频率相关和频率无关的IQ不平衡问题，并且不受接收器的IQ不平衡的影响，提升发射器IQ不平衡校正的准确度。

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种TDD系统宽带发射器正交误差校正系统及方法。

背景技术

随着互联网、多媒体和无线通信的快速发展，人们对高质量、高速率无线业务的需求也日益迫切，然而，可用的频谱资源却日渐匮乏。时分双工(Time Division Duplex)模式变的越来越受欢迎，目前的3G、4G再到5G都有对应的时分双工(Time Division Duplex)模式。对射频收发系统来说，时分双工模式也可以简化射频收发系统的设计。比如：频分双工(Frequency Division Duplex)需要集成两个本振，发射器和接收器两个需要不同本振。而TDD模式下，发射器和接收器共用一个本振。对于宽带信号来说，很多校正都需要反馈通道，比如DPD，这样在FDD模式下需要集成一个辅助接收通道，而在TDD模式下，可以用接收通道作为辅助接收通道，降低硬件资源以及功耗。

目前，常用的射频接收机结构主要有超外差接收机与零中频接收机。作为最传统的接收机架构，超外差接收机结构是目前最成熟的接收机结构，经过精心设计后可获得极佳的性能。但是，由于本身硬件电路过于复杂，且需要性能较好的片外带通滤波器，造成其具有器件成本偏高、体积与功耗偏大、集成度偏低等缺点，严重制约了它的进一步发展与应用。作为一种新型的接收机架构，与超外差接收机相比，零中频接收机电路结构简单、易于集成、成本与功耗较低，更加适用于消费类电子产品及多模通信平台，近年来获得了极为广泛的关注与研究。

但是，零中频架构接收机也存在一些固有缺陷，如本振泄露和干扰泄露导致的直流偏置，IQ两路模拟器件(LPF、混频器)及电路特性不一致导致的IQ不平衡问题，这些都会影响到接收机的性能。其中，发端IQ不平衡会导致接收信号出现镜像干扰信号，造成接收机动态范围的降低，甚至会影响到基带信号的解调，且与直流偏置相比，IQ不平衡问题更加难以解决，尤其在高带宽下，IQ不平衡包含两部分，第一部分是与频率相关的IQ不平衡，主要是由I和Q两路的延时或者幅度不一致造成的；第二部分是与频率无关的IQ不平衡，主要是由本振信号I路cos(w_lot)和Q路sin(w_lot)不是严格的90度，并且两者幅度存在差异而造成的。

某些校正技术是在发射器和接收器形成内部环路，这种方案需要将接收器的IQ不平衡以及直流估计和校正之后，再进行发射器的直流和不平衡的参数的估计与校正。该方案的缺点在于接收器的IQ不平衡以及直流估计误差会影响发射器的直流和不平衡参数的估计。

另外一种校正技术也是在发射器和接收器形成内部环路，提出先校正接收端IQ不平衡后，再校正发端的IQ不平衡，并且在模拟上调整LO两路本振相对延时以及低通滤波器，该方案接收器的IQ不平衡的残留对发射器预校正也有很大影响。

另外一种校正技术是在发射器混频器后做包络检波，对包络进行ADC采样降频后再进行IQ不平衡参数估计。该方案需要另外的ADC和数字降频处理，会增加资源和功耗以及成本，在高带宽下，该方案并不能解决与频率相关的正交误差。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提出一种适用于TDD系统的解决高带宽发射器的IQ不平衡校正问题。解决TDD系统中，发射器引入的与频率相关和频率无关的IQ不平衡问题，并且不受接收器的IQ不平衡的影响，提升发射器IQ不平衡校正的准确度。

进一步的，一种TDD系统宽带发射器正交误差校正方法，包括发射器IQ不平衡初始化校正和发射器IQ不平衡跟踪校正，其中发射器IQ不平衡初始化校正包括以下步骤：

S11：信号生成器生成测试信号，通过信号发送模块发送多组测试单音信号；